在焊接过程中,超声波焊机热值低，无氧化 ,各种材料在焊接后都能保持其原有的性能 ，因此得到了广泛的应用 。然而 ,由于行业起步较晚,很多用户对此知之甚少 ,以下结合本人在超声波焊机维修过程中遇到的一些问题 ,谈谈一些个人体会。

超声波焊接的基本原理

将高频振动能量应用于焊接对象的表面,使堆焊和压合的物体能够在较短的时间内以摩擦和热的形式结合在一起 ,这是超声波焊接的基本工作原理.

在实际焊接过程中 ， 首先将电能转化为高频机械振动 ， 然后通过声学调谐的角度传递到焊接头(如图1所示的传输路线图)。 在压力作用下,焊接材料的超声波组合在2000 Hz以上.在压力作用下, 高频振动分散到薄板表面, 形成完全可控的点焊。 当原子结合在要焊接的两个物体的表面上时， 从冶金的角度来看,焊接就完成了(如图2所示).

影响超声波焊机日常维护的几个因素

1.参数调整和焊接稳定性对日常维护的影响.

超声波焊机的主要焊接参数包括频率 、能量 、时间和幅值.虽然不同厂家生产的不同焊机的原理是相似的, 但具体的调整方法却不尽相同. 例如 ，美国某公司生产的焊机通过调幅对焊接的影响最大, 而国内厂家生产的焊机通过调节能量对焊接过程的影响最为直接.

以焊接锂电池电极为例 ,由于锂电池的规格和型号繁多 ,所使用的电极材料也不同 . 用同一焊机连续焊接同一型号的锂电池是不现实的. 因此， 超声波焊机是否方便的调整参数 ， 保证焊接的稳定性 ,可以说是衡量焊机是否容易使用的首要因素 .

在使用超声波焊机时， 调整焊接参数的难度将直接影响设备的利用率 ，焊接稳定性的好坏将直接影响产品的质量. 在实际焊接过程中 ,会影响焊接稳定性的因素很多 ,很多因素往往同时起作用 。 理论上, 如果一台焊机只焊接相同的电池品种 ,其焊接稳定性最容易保证. 为了尽可能保证焊机的焊接稳定性 ,从生产管理的角度出发, 尽可能减少焊机的切换次数. 更重要的是 ， 应从超声波焊接机的设计和生产中进行一些改进和控制 ，如换能器和加速器等关键部件的材料选择是否能适应更宽的频谱传输范围, 某些部件的形状和结构尺寸是否符合声传递原理 ，是否能更好地适应高频电磁波的传输和不同波长的机械振动， 换能器和加速器系统的匹配是否良好 ， 也会对焊机的焊接稳定性产生较大影响 .

2.主要部件的选择对日常维护的影响.

焊接头和焊接座是超声波焊机的主要部件.它们的选材，热处理和制造工艺对焊接性能有着非常直接的影响.

首先 ， 焊头和焊座材料的选择对焊接性能有非常直接的影响. 一般情况下 ，焊头和焊座使用的材料是高速工具钢, 但也有一些使用其他材料 ， 如结构钢和合金结构钢. 相比之下， 高速工具钢加工难度大 ,成本高 ，但适用于高速钢传动的高频机械振动波长范围宽 ,易于保证焊接稳定性 。 然而, 焊头和焊接底座是由结构钢或合金结构钢制成的,因为适合传输的高频机械振动的波长范围较窄 ，加工精度较高 . 如果无法有效保证加工精度 ,一方面容易造成焊接参数调整的困难 ， 直接影响焊接稳定性 。 另一方面 ,由于对换能器 ， 加速器等关键部件的匹配要求高 ，互换性差,一旦损坏, 不易及时更换,从而降低了设备的利用率 .

其次 ,焊接头和焊接底座的网格形状，焊接面与安装表面的平行度公差对焊接性能也有很大的影响.为了保证焊接的稳定性和可靠性 ， 必须保证网格型面与其它安装面的平行度公差或垂直度公差在0.03mm以内, 每次调整或更换焊接头和焊接座时 ,必须调整焊接封头与焊接基工作面的平行度公差 .

焊接头和阀座网格的合理使用也直接影响到焊接质量 .为了保证焊接质量 ， 与矩形纵断面相比 ， 图4所示的梯形剖面(图3)和矩形截面()可用于提高栅格图的焊接性能 .

在不同的焊接介质中, 模式的细度和模式的深度应该是不同的 . 在正常情况下 ，纹样深度不应超过0.2mm。 一般情况下, 0.1mm的深度应该在0.2mm左右 .具体情况可以根据不同的焊接介质来确定.

焊接铝箔和铝板,铝箔侧面应采用很细的图案 ， 图案深度不超过0.05mm

焊接铝板和铝网 ，两侧的网眼深度和间距适中 。

焊接镍片和铜网, 可以适当加深网眼深度 ,并放宽网格间距 .

焊接头和阀座加工后 ,还必须进行适当的热处理 ， 以提高表面硬度和耐磨性, 从而延长使用寿命.一般来说,焊接头和阀座的表面硬度应达到HRC 55 ，但内部韧性仍可保持。

3.焊接介质对焊接性能的影响

焊接介质的选择对焊接性能也有很大的影响,如果焊接参数选择不当 ， 也会给焊机的维修带来麻烦。 一般情况下 ,焊接过程中较软的介质应与焊接头直接接触. 例如 ， 在焊接镍板和铝板时 ， 应将镍片放置在铝板的上部 ，以避免焊接后铝片粘在焊接头上.

由于铝材料柔软,熔点低， 焊接所需能量也较少。 在其它参数不变的情况下 ,铜网和镍片焊接所需的能量至少是焊接铝网和铝板的两倍.然而 ，由于受被焊对象表面是否干净的影响， 即使焊接品种相同, 各参数的调整也不完全相同.